KR20170114483A - Apparatus for providing navigation performance of ship and method for providing navigation performance using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 한쌍의 러더 중에서 하나의 러더가 고장난 경우 선박이 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하여 제공함으로써 선박의 직진 가능 여부를 직관적으로 판단할 수 있게 한 선박의 운항 성능 제공 장치 및 이를 이용한 운항 성능 제공 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박의 선미에 설치된 한쌍의 러더를 제어하는 타 제어기; 및 상기 타 제어기의 제어에 따라 동작되는 상기 러더의 상태정보를 수신하여 일정시간동안 타각의 변화가 없는 하나의 고장난 러더가 존재하면 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하여 제공하는 시뮬레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치가 제공된다.
The present invention relates to a navigation performance providing device for a ship capable of intuitively determining whether or not a ship can be straightened by selecting and providing a maximum permissible steering angle of a rudder capable of straight traveling when a rudder of a pair of rudders fails, The present invention relates to a method of providing navigation performance.
According to an embodiment of the present invention, another controller for controlling a pair of rudders installed at the stern of a ship; And a simulator for receiving the status information of the rudder operated under the control of the other controller and selecting and providing a maximum allowable steering angle of the rudder that can be operated in a straight line when there is one failed rudder without change of the steering angle for a predetermined time And a navigation device for providing navigation performance of the ship.

Description

선박의 운항 성능 제공 장치 및 이를 이용한 운항 성능 제공 방법{APPARATUS FOR PROVIDING NAVIGATION PERFORMANCE OF SHIP AND METHOD FOR PROVIDING NAVIGATION PERFORMANCE USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a navigation performance providing device for a ship and a navigation performance providing method using the navigation performance providing device.

본 발명은 선박의 운항 성능 제공 장치 및 이를 이용한 운항 성능 제공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한쌍의 러더 중에서 하나의 러더가 고장난 경우 선박이 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하여 제공함으로써 선박의 직진 가능 여부를 직관적으로 판단할 수 있게 한 선박의 운항 성능 제공 장치 및 이를 이용한 운항 성능 제공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a navigation performance providing apparatus for a ship and a navigation performance providing method using the same. More particularly, the present invention provides a navigation system capable of selecting a maximum allowable steering angle of a rudder capable of traveling straight ahead when one rudder among a pair of rudders fails The present invention relates to a navigation performance providing apparatus for a ship capable of intuitively determining whether or not a ship can be straightened, and a navigation performance providing method using the same.

일반적으로 선박에는 그 진행방향을 조정하기 위한 수단의 하나로서, 러더(Rudder, 방향타)가 사용되고 있다. 이러한 러더는 물의 흐름 속에 놓여진 상태에서 받음각(물이 들어오는 각도)을 가질 때 여기에 작용하는 양력의 수직성분을 회두력으로 이용하여 선박의 진행방향을 조정하는 원리로 작동된다.Generally, a rudder (rudder) is used as a means for adjusting the traveling direction of a ship. This rudder operates on the principle of adjusting the direction of the ship by using the vertical component of the lift acting on it when it has the angle of attack (angle of water entering) in the state of being placed in the flow of water.

러더에 요구되는 성능 중에는, 큰 양력을 발생시킬 수 있을 것, 받음각을 크게 하더라도 속도에 영향을 크게 미치지 않을 것, 받음각을 크게 변화시키더라도 양력의 착력점의 위치변화가 작을 것 등이 중요한 것으로 알려져있다.Among the performances required for the rudder, it is known that it is possible to generate a large lift, that the influence of the increase in the angle of attack is not greatly affected by the speed, and that the change of the position of the lift force point is small even when the angle of attack is greatly changed have.

이러한 러더는 선미에 하나의 러더가 설치되어 항해 중 선체의 진행방향을 전환하였으나, 선박의 크기가 대형화됨에 따라 두개의 프로펠러가 설치되고 선미에 한쌍의 러더가 설치되어 선체의 진행방향을 전환하였다.These rudders were equipped with a single rudder at the stern to change the direction of the hull during navigation, but as the size of the vessel became larger, two propellers were installed and a pair of rudders were installed at the stern to change the direction of the hull.

그러나, 한쌍의 러더와 프로펠러에 의해 추진되는 선박에 있어서, 하나의 러더가 고장시 선박의 운항 안정성을 평가하거나 운항중인 선박의 상태를 운항자에게 알려줄 수 있는 방안이 없어, 운항 안전성을 향상시키는 관점에서 운항지원 장치가 필요한 실정이다.However, in the case of a ship propelled by a pair of rudder and propeller, there is no way to assess the stability of the ship when a rudder breaks down or to inform the operator of the condition of the ship in operation, In this case, a navigation support device is required.

대한민국 공개특허공보 제2009-0105330호(2009.10.07) "선박 조종 시뮬레이터를 위한 데이터 처리 방법"Korean Patent Publication No. 2009-0105330 (2009.10.07) "Data Processing Method for Ship Maneuvering Simulator"

본 발명의 목적은, 한쌍의 러더 중에서 하나의 러더가 고장난 경우 선박이 받는 힘을 통해 구해진 선박의 속도, 가속도 및 이동량에 기반하여 선박이 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하여 제공함으로써 선박의 직진 가능 여부를 직관적으로 판단할 수 있게 한 선박의 운항 성능 제공 장치 및 이를 이용한 운항 성능 제공 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and apparatus for selecting a maximum allowable steering angle of a rudder capable of straight traveling on the basis of a speed, an acceleration and a movement amount of a ship obtained through a force received by a ship when one rudder of a pair of rudders fails, And a navigation performance providing method using the navigation performance providing apparatus.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박의 선미에 설치된 한쌍의 러더를 제어하는 타 제어기; 및 상기 타 제어기의 제어에 따라 동작되는 상기 러더의 상태정보를 수신하여 일정시간동안 타각의 변화가 없는 하나의 고장난 러더가 존재하면 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하여 제공하는 시뮬레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a control system for a vehicle, comprising: a controller for controlling a pair of rudders installed at a stern of a ship; And a simulator for receiving the status information of the rudder operated under the control of the other controller and selecting and providing a maximum allowable steering angle of the rudder that can be operated in a straight line when there is one failed rudder without change of the steering angle for a predetermined time And a navigation device for providing navigation performance of the ship.

상기 시뮬레이터는 미리 정해진 시간마다 러더의 허용각도를 정해진 각도로 변경하면서 상기 선박이 받는 종향향 및 횡방향의 힘과, 상기 선박의 요 모멘트를 계산해서 상기 선박의 가속도, 상기 선박의 속도 및 상기 선박의 이동량을 계산하여 그린 이동궤적을 기반으로 상기 선박이 직진 운항 가능한 상기 최대 허용 타각을 선정할 수 있다.The simulator calculates the yaw moment of the ship and the longitudinal and lateral forces of the ship while changing the permissible angle of the rudder to a predetermined angle at predetermined time intervals to calculate the acceleration of the ship, And the maximum permissible steering angle with which the ship can travel straight ahead can be selected based on the green moving locus.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 운항 성능 제공 장치는 상기 선박에 설치되어 해양환경을 측정하는 센서를 더 포함하고, 상기 시뮬레이터는 상기 센서를 통해 측정된 환경정보를 더 반영하여 상기 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘과 상기 선박의 요 모멘트를 계산할 수 있다.In addition, the navigation performance providing apparatus of a ship according to an embodiment of the present invention further includes a sensor installed on the ship for measuring a marine environment, and the simulator further reflects environment information measured through the sensor, It is possible to calculate the longitudinal and lateral forces and the yaw moment of the ship.

상기 시뮬레이터는 상기 고장난 러더의 타각이 상기 최대 허용 타각 내에 위치하는 경우 상기 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술 직경을 계산하여 디스플레이부상에 출력할 수 있다.The simulator may calculate the forward distance, the travel distance, and the tactical diameter of the ship when the steering angle of the failed rudder is within the maximum allowable steering angle, and output the calculation result on the display unit.

상기 시뮬레이터는 상기 전진거리, 이동거리 및 전술 직경 내에서 선박의 직진 운항을 위한 명령 타각을 계산하여 상기 타 제어기에 제공할 수 있다.The simulator may calculate an instruction angle for straight forward operation of the ship within the forward distance, the movement distance, and the tactical diameter, and provide the command to the other controller.

상기 시뮬레이터는 상기 고장난 러더의 타각이 상기 최대 허용 타각을 벗어난 경우 상기 선박의 직진 불가능함을 알리는 알림정보를 출력할 수 있다.The simulator may output notification information indicating that the ship can not be straightened when the steering angle of the failed rudder deviates from the maximum allowable steering angle.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 선박의 선미에 설치된 한쌍의 러더를 제어하는 타 제어기로부터 러더의 상태정보를 각각 수신하는 수신부; 상기 타 제어기로부터 수신된 러더의 상태정보를 토대로 일정시간 동안 타각의 변화가 없는 고장난 하나의 러더가 존재하는지 여부를 판단하는 판단부; 상기 판단부의 판단결과, 고장난 하나의 러더가 존재하는 경우 미리 설정된 러더의 허용각도를 정해진 각도로 변경하면서 상기 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘, 상기 선박의 요 모멘트를 계산해서 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 계산하는 계산부; 상기 계산부에 의해 계산된 상기 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 통해 생성된 이동궤적을 근거로 하여 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하는 선정부; 및 상기 고장난 러더의 타각과 상기 최대 허용 타각을 비교하여 상기 선박의 직진 운항 성능을 제공하는 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided an information processing apparatus comprising: a receiver for receiving status information of a rudder from another controller for controlling a pair of rudders installed at the stern of a ship; A determination unit for determining whether there is a failure rudder that does not change the steering angle for a predetermined time based on the rudder status information received from the other controller; The control unit may calculate the yaw moment of the ship and the longitudinal and transverse forces received by the ship while changing the allowable angle of the rudder preset to a predetermined angle when there is one rudder as a result of the determination, A calculation unit for calculating a speed and a movement amount; A selection unit configured to select a maximum allowable steering angle of the rudder that can be operated in a straight line based on a moving trajectory generated through acceleration, speed and movement amount of the ship calculated by the calculation unit; And a providing unit for providing the straight running performance of the ship by comparing the rudder angle of the rudder and the maximum allowable steering angle.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 시뮬레이터가, 선박의 선미에 설치된 한쌍의 러더를 제어하는 타 제어기로부터 러더의 상태정보를 각각 수신하는 단계; 상기 시뮬레이터가, 상기 타 제어기로부터 수신된 러더의 상태정보를 토대로 일정시간 동안 타각의 변화가 없는 고장난 하나의 러더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 시뮬레이터가, 상기 판단하는 단계의 판단결과, 고장난 하나의 러더가 존재하는 경우 미리 설정된 러더의 허용각도를 정해진 각도로 변경하면서 상기 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘, 상기 선박의 요 모멘트를 계산해서 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 계산하는 단계; 상기 시뮬레이터가, 상기 계산하는 단계에 의해 계산된 상기 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 통해 생성된 이동궤적을 근거로 하여 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하는 단계; 및 상기 시뮬레이터가, 상기 고장난 러더의 타각과 상기 최대 허용 타각을 비교하여 상기 선박의 직진 운항 성능을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치를 이용한 운항 성능 제공 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a rudder, comprising the steps of: receiving a status information of a rudder from another controller for controlling a pair of rudders provided at the stern of a ship; Determining whether a faulty rudder exists without change of the steering angle for a predetermined time based on state information of the ruder received from the other controller; Wherein the simulator changes a permissible angle of a rudder preset to a predetermined angle when there is a single rudder as a result of the determination, and determines a yaw moment of the ship, Calculating an acceleration, a speed and a movement of the ship; Selecting a maximum allowable steering angle of a rudder capable of straight traveling based on a movement locus generated through an acceleration, a speed and a movement amount of the ship calculated by the calculating step; And providing the navigation performance of the ship by comparing the rudder angle of the malfunctioning rudder with the maximum allowable steering angle of the ship to provide the navigation performance of the ship .

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 운항 성능 제공 장치를 이용한 운항 성능 제공 방법은 상기 계산하는 단계 이전에, 상기 시뮬레이터가, 상기 선박에 설치되어 해양환경을 측정하는 센서로부터 측정된 환경정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 계산하는 단계는 상기 수신된 환경정보를 반영하여 상기 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘과 상기 선박의 요 모멘트를 계산할 수 있다.In another aspect of the present invention, there is provided a navigation performance providing method using a navigation performance providing apparatus of a ship, wherein the simulator comprises: And the calculating step may calculate the longitudinal and lateral forces of the ship and the yaw moment of the ship by reflecting the received environment information.

상기 제공하는 단계는 상기 고장난 러더의 타각이 상기 최대 허용 타각 내에 위치하는 경우 상기 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 이용하여 계산된 상기 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술 직경을 디스플레이부상에 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The providing step may include outputting the forward distance, the travel distance, and the tactical diameter of the ship calculated on the basis of the acceleration, the speed and the movement amount of the ship on the display unit when the steering angle of the failed rudder is located within the maximum allowable steering angle . ≪ / RTI >

상기 제공하는 단계는 상기 전진거리, 이동거리 및 전술 직경 내에서 선박의 직진 운항을 위한 명령 타각을 상기 타 제어기에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.The providing step may include providing the other controller with an instruction for advancing the ship within the advancing distance, the moving distance, and the tactical diameter.

상기 제공하는 단계는 상기 고장난 러더의 타각이 상기 최대 허용 타각을 벗어난 경우 상기 선박의 직진 불가능함 알리는 알림정보를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The providing step may include outputting notification information indicating that the ship can not go straight when the steering angle of the failed rudder is out of the maximum allowable steering angle.

본 발명의 실시예에 따르면 한쌍의 러더 중에서 하나의 러더가 고장난 경우 선박이 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하여 제공함으로써, 선박의 운항 안정성을 평가할 수 있고, 선박의 직진 가능 여부를 직관적으로 판단할 수 있는 효과가 있습니다.According to the embodiment of the present invention, when one rudder of a pair of rudders fails, the ship can select the maximum permissible steering angle of the rudder capable of straight-running and evaluate the stability of the ship, There is an effect that can judge by.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 선박이 받는 힘을 통해 계산된 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 토대로 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술직경을 계산하여 디스플레이부에 제공함으로써 하나의 러더가 고장난 상태에서 제어가 가능한 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술직경을 표시해줌으로써 선박의 운항 안정성을 높일 수 있는 효과도 있습니다.Further, according to the embodiment of the present invention, the forward distance, the moving distance and the tactical diameter of the ship are calculated and provided to the display unit based on the acceleration, the speed and the movement amount of the ship calculated through the force received by the ship, It also has the effect of improving the stability of the ship by displaying the forward distance, the moving distance and the tactical diameter of the ship which can be controlled by.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 운항 성능 제공 장치를 설명하기 위한 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 시뮬레이터를 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 운항 성능 제공 장치를 이용한 운항 성능 제공 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 4는 고장난 러더의 타각이 24도일 때 계산된 선박의 이동량이 반영된 이동궤적을 나타낸 그래프,
도 5는 고장난 러더의 타각이 25도일 때 계산된 선박의 이동량이 반영된 이동궤적을 나타낸 그래프,
도 6은 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술 직경을 설명하기 위한 그래프, 그리고,
도 7은 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술 직경으로 표현된 최대 선회 반경을 나타낸 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram for explaining a navigation performance providing apparatus according to an embodiment of the present invention; Fig.
Fig. 2 is a block diagram for explaining the simulator shown in Fig. 1,
FIG. 3 is a flow chart for explaining a navigation performance providing method using a navigation performance providing apparatus of a ship according to an embodiment of the present invention;
4 is a graph showing a movement trajectory in which the movement amount of the ship calculated when the steering angle of the failed rudder is 24 degrees,
5 is a graph showing a movement trajectory in which the movement amount of the ship calculated when the steering angle of the failed rudder is 25 degrees,
6 is a graph for explaining the forward distance, the moving distance and the tactical diameter of the ship,
7 is a graph showing the maximum turn radius represented by the forward distance, the travel distance, and the tactical diameter of the ship.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 운항 성능 제공 장치를 설명하기 위한 블록도를 도시하고 있고, 도 2는 도 1에 도시된 시뮬레이터를 설명하기 위한 블록도를 도시하고 있다.FIG. 1 is a block diagram for explaining an operational performance providing apparatus for a ship according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram for explaining the simulator shown in FIG.

도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 선박의 운항 성능 제공 장치는 선박(S)의 선미에 위치하는 조타실(WH: Wheel House)에 설치되어, 러더(10)를 제어하는 타 제어기(20)와, 타 제어기(20)에 의해 제어되는 러더(10)의 상태정보를 수신하여 고장난 러더가 존재하는지 여부를 판단하고 고장난 러더가 존재하는 경우 미리 정해진 시간마다 러더의 허용각도를 정해진 각도씩 변경하면서 선박이 받는 종향향 및 횡방향의 힘, 요 모멘트를 계산해서 선박의 가속도, 선박의 속도 및 선박의 이동량을 계산하고, 계산된 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 이용하여 생성된 선박의 이동궤적을 기반으로 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하는 시뮬레이터(30)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, an apparatus for providing navigation performance of a ship according to an embodiment of the present invention includes a controller 20 installed in a wheel house (WH) located at the forefront of a ship S and controlling the rudder 10 And the state information of the rudder 10 controlled by the other controller 20 to determine whether or not a rudder is present. If there is a rudder present, the allowable angle of the rudder is changed by a predetermined angle The velocity of the ship and the movement of the ship are calculated by calculating the force and yaw moment of the ship in the longitudinal direction and the lateral direction of the ship and the movement locus of the ship generated using the calculated acceleration, And a simulator (30) for selecting a maximum permissible steering angle of the rudder that can be straight-forwarded based on the vehicle speed.

이때, 선박의 선미에는 한쌍의 러더가 설치된다. 도 1에서는 한쪽 편에 설치된 하나의 러더(10)만 도시되어 있으나, 반대편에도 다른 하나의 러더(미도시)가 설치되어 있다.At this time, a pair of rudders are installed at the stern of the ship. 1, only one rudder 10 installed on one side is shown, but another rudder (not shown) is provided on the opposite side.

타 제어기(20)는 선박의 이동 시나리오에 따라 계산된 명령 타각을 선박에 설치된 한쌍의 러더(이하, '제 1 러더 및 제 2 러더'라 한다)에 출력한다.The other controller 20 outputs the commanded angle calculated according to the movement scenario of the ship to a pair of rudders (hereinafter referred to as 'first rudder and second rudder') installed on the ship.

제 1 및 제 2 러더에는 각각 회전축을 돌려주는 모터(미도시)가 설치되고, 그 모터에 의해 회전하는 기어의 각도를 감지하는 감지부(미도시)가 설치된다.The first and second rudders are each provided with a motor (not shown) for rotating the rotary shaft, and a sensing unit (not shown) for sensing the angle of the gear rotated by the motor is provided.

타 제어기(20)는 감지부에 의해 감지된 제 1 및 제 2 러더의 상태정보, 즉 타각을 수신하여 시뮬레이터(30)에 제공한다.The other controller 20 receives the state information of the first and second ruder sensed by the sensing unit, that is, the steering angle, and provides it to the simulator 30.

제 1 및 제 2 러더와 타 제어기(20)는 유선으로 연결되어 있는 것으로 도시하고 있지만, 제 1 및 제 2 러더와 타 제어기(20)간의 무선 통신도 가능함은 물론이다.Although the first and second rudder and the other controller 20 are illustrated as being connected by wire, it is needless to say that wireless communication between the first and second rudder and the other controller 20 is also possible.

타 제어기(20)와 시뮬레이터(30)는 도 1에서 유선으로 연결되어 있는 것으로 도시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 무선으로 연결되어 구현될 수 있다.Although the other controller 20 and the simulator 30 are shown as being connected by wire in FIG. 1, the present invention is not limited to this, but may be wirelessly connected.

시뮬레이터(30)는 타 제어기(20)로부터 수신된 제 1 및 제 2 러더의 타각이 일정시간 동안 변화가 있는지 여부를 판단하여 제 1 및 제 2 러더 중에서 어느 하나가 일정시간 동안 타각 변화가 존재하지 않으면 타각 변화가 없는 러더를 고장난 러더로 판단하고, 판단결과 제 1 및 제 2 러더 중에서 어느 하나의 러더, 예를 들면 제 1 러더가 고장난 경우 제 1 러더의 타각이 상술된 최대 허용 타각내에 위치하는지 여부를 판단하여 최대 허용 타각 내에 위치하면 직진을 위한 명령 타각을 계산하여 제 2 러더에 제공하고, 제 1 러더의 타각이 상술된 최대 허용 타각을 벗어나면 선박의 직진이 불가능함을 알리는 알림정보를 출력한다.The simulator 30 determines whether or not the steering angle of the first and second ruder received from the other controller 20 has changed for a predetermined period of time. If any one of the first and second rudder is present for a predetermined time If it is determined that one of the rudders of the first and second rudders, for example, the first rudder, has failed, it is determined whether the rudder angle of the first rudder lies within the above-mentioned maximum allowable rudder angle And if it is located within the maximum allowable steering angle, an instruction steering angle for straight steering is calculated and provided to the second rudder, and if the steering angle of the first rudder exceeds the maximum allowable steering angle described above, Output.

또한, 시뮬레이터(30)는 고장난 러더의 타각이 최대 허용 타각 내에 위치하면, 계산된 선박의 가속도, 선박의 속도 및 선박의 이동량을 근거로 하여 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술직경을 계산하여 디스플레이부(40)상에 출력한다.The simulator 30 calculates the forward distance, the travel distance, and the tactical diameter of the ship based on the calculated acceleration of the ship, the speed of the ship, and the movement amount of the ship when the steering angle of the failed rudder is within the maximum allowable steering angle, (40).

또한, 시뮬레이터(30)는 계산된 선박의 선회 최대 반경을 벗어나지 않도록 직진을 위한 명령 타각을 계산하여 계산된 명령 타각을 타 제어기(20)에 출력한다. 이때, 타 제어기(20)는 정상 작동중인 러더에 명령 타각을 인가한다.In addition, the simulator 30 computes an instruction angle for straight ahead so as not to deviate from the calculated maximum turning radius of the ship, and outputs the calculated command angle to another controller 20. At this time, the other controller 20 applies an instruction steering angle to the rudder in normal operation.

이러한 시뮬레이터(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 수신부(31), 판단부(32), 계산부(33), 선정부(34) 및 제공부(35)를 포함한다.The simulator 30 includes a receiving unit 31, a determining unit 32, a calculating unit 33, a selecting unit 34, and a providing unit 35 as shown in FIG.

수신부(31)는 타 제어기(20)와 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 선박의 선미에 설치된 제 1 및 제 2 러더의 타각을 수신하고, 타 제어기(20)에 의해 제어되는 제 1 및 제 2 러더의 명령 타각을 수신한다.The receiving unit 31 receives the steering angles of the first and second rudders installed at the stern of the ship through a wired or wireless communication system with the other controller 20 and controls the first and second rudder Lt; / RTI >

또한, 수신부(31)는 해양 환경을 측정하는 환경하중센서(25)로부터 측정된 환경정보(예를 들면, 바람, 조류, 파도)를 수신한다.The receiving unit 31 also receives environment information (e.g., wind, algae, waves) measured from the environmental load sensor 25 for measuring the marine environment.

또한, 수신부(31)는 선박에 설치된 프로펠러의 RPM을 수신한다. 이러한 프러펠러의 RPM을 통해 현재 선박의 속도를 구할 수 있다.Further, the receiving unit 31 receives the RPM of the propeller installed on the ship. The RPM of this propeller can be used to determine the current speed of the ship.

판단부(32)는 수신부(31)에 의해 수신된 제 1 및 제 2 러더의 타각을 기준으로 제어명령에도 불구하고 일정시간 동안 타각의 변화가 없는 러더가 존재하는지 여부를 판단한다. 여기서는 하나의 러더만 고장난 경우에 직진 가능한 최대 허용 타각을 선정하는 것으로, 두개의 러더가 고장난 경우로 판단되는 경우 선박의 운항을 멈추도록 알림정보를 제공한다.The determination unit 32 determines whether there is a rudder that has no change in the steering angle for a predetermined time period despite the control command based on the steering angle of the first and second rudders received by the receiving unit 31. [ In this case, when only one rudder fails, the maximum permissible steering angle that can be rectilinearly selected is selected, and if the two rudders are judged to be broken, the notification information is provided so as to stop the operation of the ship.

이러한 판단부(32)는 수신된 제 1 및 제 2 러더의 타각과 타 제어기(20)에 의해 제어되는 제 1 및 제 2 러더의 명령 타각을 이용하여 일정시간 동안 러더의 타각 변화가 있는지 여부를 판단하거나, 제 1 및 제 2 러더의 타각과 명령 타각이 일치하거나 또는 일정범위내에 있는지 여부로 고장난 러더가 존재하는지를 판단할 수 있다.The determination unit 32 determines whether or not there is a change in the steering angle of the rudder for a predetermined time using the received first and second rudder angles and the first and second rudder command angles controlled by the other controller 20 It is possible to judge whether or not there is a rudder due to whether or not the rudder of the first and second rudders and the steering angle of the command coincide or fall within a certain range.

계산부(33)는 판단부(32)에 의해 제 1 및 제 2 러더 중에서 하나의 러더가 고장난 경우로 판단되면, 직진 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 계산한다.If the determination unit 32 determines that one rudder among the first and second rudders has failed, the calculation unit 33 calculates the maximum allowable steering angle of the rudder that can be straight ahead.

더 구체적으로, 계산부(33)는 선박이 받는 종방향의 힘(X)을 아래의 수학식 1을 통해 계산하고, 선박이 받는 횡방향의 힘(Y)을 아래의 수학식 2를 통해 계산하고, 선박이 받는 요 모멘트(N)를 아래의 수학식 3을 통해 계산한다.More specifically, the calculation unit 33 calculates the longitudinal force X received by the ship through the following equation (1) and calculates the lateral force Y received by the ship through the following equation (2) And the yaw moment (N) received by the ship is calculated by the following equation (3).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서,

Figure pat00002
은 질량이고,
Figure pat00003
는 종방향의 가속도이고,
Figure pat00004
는 횡방향의 속도이며,
Figure pat00005
은 선박의 각속도이다. 종방향의 가속도, 횡방향의 속도 및 선박의 각속도는 선박에 설치된 프로펠러의 RPM과, 러더의 각도, 선체의 정보를 이용하여 계산된 값이다. 선체의 정보는 선박의 흘수, 선박의 수선간 길이, 질량, 종방향 및 횡방향으로 추가된 질량, 선박의 폭 및 방형계수 등을 포함한다.here,
Figure pat00002
Is a mass,
Figure pat00003
Is an acceleration in the longitudinal direction,
Figure pat00004
Is the lateral velocity,
Figure pat00005
Is the angular velocity of the ship. The longitudinal acceleration, the lateral velocity and the angular velocity of the ship are calculated using RPM of the propeller installed on the ship, angle of the rudder, and hull information. The ship's information includes the ship's draft, the length of the ship's waterline, the mass, the mass added in the longitudinal and transverse directions, the width of the ship, and the squareness factor.

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서,

Figure pat00007
는 횡방향의 가속도이고,
Figure pat00008
는 종방향의 속도이다. 횡방향의 가속도 및 종방향의 속도는 상술된 바와 같이 프로펠러의 RPM, 러더의 각도, 선체의 정보를 이용하여 계산된 값이다. here,
Figure pat00007
Is an acceleration in the lateral direction,
Figure pat00008
Is the longitudinal velocity. The lateral acceleration and the longitudinal velocity are values calculated using RPM of the propeller, angle of the rudder, and hull information as described above.

Figure pat00009
Figure pat00009

여기서,

Figure pat00010
는 관성 모멘트(mass moment of inertia)이고,
Figure pat00011
은 선박의 각속도이다.here,
Figure pat00010
Is the mass moment of inertia,
Figure pat00011
Is the angular velocity of the ship.

상술된 수학식 1에 의해 계산되는 선박이 받는 종방향의 힘(X)은 선체, 프로펠러 및 러더에 작용하는 동유체력을 합한 값으로, 하기의 수학식 4에 의해 계산된 값과 같다.The longitudinal force X received by the ship calculated by the above-described equation (1) is a value obtained by summing up the kinetic energy acting on the hull, the propeller and the rudder, and is calculated by the following equation (4).

Figure pat00012
Figure pat00012

여기서,

Figure pat00013
는 선체에 작용하는 종방향의 동유체력으로, 하기의 수학식 5에 의해 계산되고,
Figure pat00014
는 프로펠러에 작용하는 종방향의 동유체력이며,
Figure pat00015
은 러더에 작용하는 종방향의 동유체력이다.here,
Figure pat00013
Is the longitudinal kinetic energy acting on the ship and is calculated by the following equation (5)
Figure pat00014
Is the longitudinal kinetic energy acting on the propeller,
Figure pat00015
Is the tangential force acting on the rudder.

Figure pat00016
Figure pat00016

여기서, mx, my는 종방향 및 횡방향의 부가된 질량이고, Lpp는 선박의 수선간 길이이고, T는 선박의 흘수이고, U는 배가 실제로 움직이는 속력이고,

Figure pat00017
는 해수의 밀도이며,
Figure pat00018
는 편류각이다.Where mx, my are the added mass in the longitudinal and transverse directions, Lpp is the waterline length of the ship, T is the ship's draft, U is the speed at which the ship actually moves,
Figure pat00017
Is the density of seawater,
Figure pat00018
Is the drift angle.

상술된 수학식 2에 의해 계산되는 선박이 받는 횡방향의 힘(Y)는 선체 및 러더에 작용하는 횡방향의 동유체력을 합한 값으로, 하기의 수학식 6에 의해 계산된 값과 같다.The lateral force Y received by the ship calculated by the above-described Equation 2 is a value obtained by summing up the kinetic energy of the lateral direction acting on the hull and the rudder, and is calculated by the following Equation 6.

Figure pat00019
Figure pat00019

여기서,

Figure pat00020
는 선체에 작용하는 횡방향의 동유체력으로, 하기의 수학식 7에 의해 계산되고,
Figure pat00021
은 러더에 작용하는 횡방향의 동유체력이다.here,
Figure pat00020
Is the transverse fatigue strength acting on the hull and is calculated by the following equation (7)
Figure pat00021
Is the tangential force acting in the lateral direction acting on the rudder.

Figure pat00022
Figure pat00022

여기서,

Figure pat00023
은 선박의 종방향 속도와 횡방향 속도의 곱이다.here,
Figure pat00023
Is the product of the ship's longitudinal velocity and lateral velocity.

상술된 수학식 3에 의해 계산되는 선박의 요 모멘트(N)는 선체 및 러더에 작용하는 동유체력을 합한 값으로, 하기의 수학식 8에 의해 계산된 값과 같다.The yaw moment N of the ship calculated by the above-described Equation (3) is a value obtained by summing up the kinetic energy acting on the ship and the rudder, and is calculated by the following Equation (8).

Figure pat00024
Figure pat00024

여기서,

Figure pat00025
는 선체에 작용하는 동유체력으로, 하기의 수학식 9에 의해 계산되고,
Figure pat00026
은 러더에 작용하는 동유체력이다.here,
Figure pat00025
Is the kinetic energy acting on the ship and is calculated by the following equation (9)
Figure pat00026
Is the kinetic energy acting on the rudder.

Figure pat00027
Figure pat00027

여기서,

Figure pat00028
는 길이방향 무게중심(LCG)의 위치부터 선박의 중심까지의 거리이다.here,
Figure pat00028
Is the distance from the position of the longitudinal center of gravity (LCG) to the center of the ship.

또한, 계산부(33)는 환경하중센서(25)에 의해 측정된 환경정보를 더 반영하여 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘과, 선박의 요 모멘트를 계산한다.Further, the calculation unit 33 further calculates the longitudinal and lateral forces of the ship and the yaw moment of the ship, reflecting the environmental information measured by the environmental load sensor 25.

또한, 계산부(33)는 상술된 수학식들을 통하여 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘과 선박의 요 모멘트를 통해 가속도를 계산하고, 그 가속도를 적분하여 속도를 계산하며, 다시 속도를 적분해서 선박의 이동량을 러더의 허용 각도인 -35도에서 +35도까지 정해진 각도, 예를 들면 1도씩 변경하면서 계산한다.Further, the calculation unit 33 calculates the acceleration through the longitudinal and lateral forces received by the ship and the yaw moment of the ship through the above-described equations, integrates the acceleration to calculate the velocity, , The moving amount of the ship is calculated while changing the allowable angle of the rudder from -35 degrees to +35 degrees by a predetermined angle, for example, 1 degree.

선정부(34)는 러더의 허용 각도를 1도씩 변경하면서 계산된 선박의 가속도, 속도 및 이동량이 반영된 이동궤적을 근거로 직진 운항이 가능한 최대 허용 타각을 선정한다.The selecting unit 34 selects the maximum permissible angle of incidence that can be rectilinearly operated on the basis of the movement trajectory that reflects the calculated acceleration, speed and movement of the ship while changing the allowable angle of the rudder by 1 degree.

도 4는 고장난 러더의 타각이 24도일 때 계산된 선박의 이동량이 반영된 이동궤적을 나타낸 그래프이고, 도 5는 고장난 러더의 타각이 25도일 때 계산된 선박의 이동량이 반영된 이동궤적을 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing a movement trajectory in which the travel amount of the ship is calculated when the steering angle of the failed rudder is 24 degrees, and FIG. 5 is a graph showing a movement trajectory in which the calculated travel amount of the ship is reflected when the steering angle of the rudder is 25 degrees.

도 4 및 도 5의 그래프에서 보는 바와 같이, 선정부(34)는 러더의 허용 각도를 정해진 각도만큼 변경하면서 계산된 이동궤적을 근거로 직진 운항이 가능한 최대 허용 타각, 예를 들면

Figure pat00029
24도로 선정한다.As shown in the graphs of FIGS. 4 and 5, the selector 34 changes the allowable angle of the rudder by a predetermined angle, and calculates the maximum permissible steering angle,
Figure pat00029
24 roads.

제공부(35)는 고장난 러더의 타각과, 선정부(34)에 의해 선정된 최대 허용 타각을 디스플레이부(40) 상에 출력하거나, 고장난 러더의 타각과 최대 허용 타각을 비교하여 직진 운항 가능한지 여부를 알리는 알림정보를 출력한다. 이에 따라 선박의 운항자는 하나의 러더가 고장나더라도 선박이 직진 운항 가능한지를 직관적으로 판단할 수 있다.The supplying unit 35 outputs the rudder angle of the rudder of the failed rudder and the maximum permissible angle selected by the selecting unit 34 on the display unit 40 or compares the rudder angle of the failed rudder with the maximum permissible angle, And outputs the notification information. Accordingly, the operator of the ship can intuitively determine whether the ship can travel straight ahead even if one rudder fails.

이와 같이 선정된 최대 허용 타각내에 고장난 러더의 타각이 위치하는 경우 제공부(35)는 직진 운항이 가능하게 하기 위한 명령 타각을 타 제어기(20)에 인가한다. 이때 타 제어기(20)에 인가되는 명령 타각은 정상 작동중인 러더의 식별정보를 포함할 수 있다.When the steering angle of the rudder of the rudder is located within the maximum allowable steering angle thus selected, the supplying unit 35 applies the command steering angle to the other controller 20 to enable the forward steering operation. At this time, the command steering angle applied to the other controller 20 may include the identification information of the rudder in normal operation.

또한, 제공부(35)는 고장난 러더의 타각이 선정된 최대 허용 타각을 벗어난 경우 직진이 불가능함을 알리는 알림정보를 디스플레이부(40) 또는 스피커(미도시)를 통해 출력한다.In addition, the controller 35 outputs notification information to the controller 40 via the display unit 40 or a speaker (not shown) to notify that the driver can not go straight when the steering angle of the failed rudder exceeds the predetermined maximum allowable steering angle.

한편, 계산부(33)는 고장난 러더의 타각이 최대 허용 타각내에 위치하는 경우, 앞서서 설명한 선박의 가속도, 선박의 속도 및 이동량 계산방법을 토대로 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술직경을 계산하고, 선박의 전진거리(ADVANCE), 이동거리(TRANSFER) 및 전술직경(TACTICAL DIAMETER)을 디스플레이부(40)에 출력하거나, 또는 최대 허용 타각을 갖는 상태에서 계산된 선박의 전진거리(ADVANCE), 이동거리(TRANSFER) 및 전술직경(TACTICAL DIAMETER)를 계산하고, 그 결과를 디스플레이부(40)에 출력할 수 있다.On the other hand, when the steering angle of the failed rudder is within the maximum allowable steering angle, the calculation unit 33 calculates the forward distance, the moving distance, and the tactical diameter of the ship on the basis of the acceleration of the ship, the velocity of the ship, The traveling distance ADVANCE of the ship, the moving distance TRANSFER and the tactical diameter are output to the display unit 40 or the calculated forward distance ADVANCE of the ship in the state having the maximum allowable steering angle, (TRANSFER) and a tactical diameter (TACTICAL DIAMETER), and output the result to the display unit (40).

이와 같이 고장난 러더를 갖는 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술직경을 알 수 있음에 따라, 운항계획을 편성하는데 도움을 받을 수 있다.Since the forward distance, the travel distance and the tactical diameter of the ship having the malfunctioning rudder can be known, it can be helped to organize the flight schedule.

이와 같은 구성을 갖는 선박의 운항 성능 제공 장치를 이용한 운항 성능 제공 방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A navigation performance providing method using a navigation performance providing apparatus of a ship having such a configuration will now be described with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 운항 성능 제공 장치를 이용한 운항 성능 제공 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.FIG. 3 is a flowchart illustrating an operational performance providing method using a navigation performance providing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 시뮬레이터(30)는 타 제어기(20)를 통해 선박에 설치된 러더의 상태정보를 수신한다(S11). 선박의 선미에 설치되는 한쌍의 러더는 타 제어기(20)에 의해 제어되어 선박의 진행방향을 전환시킨다. 이때 타 제어기(20)는 한쌍의 러더에 인가된 명령 타각과 함께 한쌍의 러더의 타각을 수신하여 시뮬레이터(30)에 송신한다. Referring to FIG. 3, the simulator 30 receives status information of a rudder installed on a ship through another controller 20 (S11). A pair of rudders installed at the stern of the ship are controlled by the other controller 20 to change the traveling direction of the ship. At this time, the other controller 20 receives the steering angles of the pair of rudders together with the command angles applied to the pair of rudders, and transmits them to the simulator 30.

시뮬레이터(30)는 타 제어기(20)로부터 수신된 러더의 상태정보를 근거로 하여 고장난 하나의 러더가 존재하는지 여부를 판단한다(S13). 상기 S13 단계에서는 한쌍의 러더의 타각과 한쌍의 러더에 인가되는 명령 타각을 이용하여 일정시간 동안 타각의 변화가 없으면 타각의 변화가 없는 러더를 고장난 러더로 판단하고, 한쌍 중에서 하나의 러더만 고장난 경우에 후술하는 S15 단계로 프로세스를 이동하고, 한쌍의 러더가 모두 고장난 경우는 도 3에 도시하지는 않았지만 선박의 운항이 종료되도록 알림정보를 제공한다.The simulator 30 determines whether there is one rudder that has failed based on the rudder status information received from the other controller 20 (S13). In step S13, if the rudder of the pair of rudders and the command angle of the rudder are used to determine that the rudder has no change in the steering angle for a predetermined period of time without a change in the rudder angle, The process moves to step S15, which will be described later. When all of the pair of rudders have failed, notification information is provided so that the operation of the ship is terminated, though not shown in Fig.

상기 S13 단계의 판단결과, 고장난 하나의 러더가 존재하지 않는 경우, 여기서는 러더가 모두 정상동작하는 경우 시뮬레이터(30)는 상술된 S11 단계로 프로세르를 이동하여 러더의 상태정보를 수신한다.If it is determined in step S13 that no rudder is present, the simulator 30 moves the processor to step S11 to receive the rudder status information.

상기 S13 단계의 판단결과, 고장난 하나의 러더가 존재하는 경우, 시뮬레이터(30)는 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정한다(S15). 최대 허용 타각은 러더의 허용 각도인 -35도에서 +35도까지 1도씩 변경해가면서 술된 수학식들을 통하여 계산된 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘, 선박의 요 모멘트를 통해 선박의 가속도를 계산하고 계산된 가속도를 적분하여 속도를 계산하며, 계산된 속도를 적분하여 이동량을 반영한 이동궤적을 근거로 선정된다.As a result of the determination in step S13, if there is one rudder that has failed, the simulator 30 selects the maximum allowable steering angle of the rudder that can be straight-forwarded (S15). The maximum permissible steering angle is calculated from the longitudinal and transverse forces of the ship calculated by the following formulas and the yaw moment of the ship, by changing the permissible angle of the rudder from -35 degrees to +35 degrees by 1 degree. And the velocity is calculated by integrating the calculated acceleration, and the calculated velocity is integrated based on the movement trajectory reflecting the movement amount.

시뮬렐이터(30)는 고장난 러더의 타각이 최대 허용 타각 내에 위치하는지 여부를 판단한다(S17). The simulator 30 determines whether the steering angle of the failed rudder is within the maximum allowable steering angle (S17).

상기 S17 단계의 판단결과, 고장난 러더의 타각이 최대 허용 타각 내에 위치하지 않는 경우, 즉 고장난 러더의 타각이 최대 허용 타각을 벗어난 경우 시뮬레이터(30)는 직진이 불가능함을 알리는 알림정보를 출력한다(S20).If it is determined in step S17 that the steering angle of the failed rudder is not within the maximum allowable steering angle, that is, when the steering angle of the failed rudder exceeds the maximum allowable steering angle, the simulator 30 outputs notification information S20).

상기 S17 단계의 판단결과, 고장난 러더의 타각이 최대 허용 타각내에 위치하는 경우, 시뮬레이터(30)는 계산된 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 통해 도 6에 도시된 바와 같은 고장난 러더를 갖는 선박의 전진거리(ADVANCE), 이동거리(TRANSFER) 및 전술직경(TACTICAL DIAMETER)을 계산한다(S19).If it is determined in step S17 that the steering angle of the failed rudder is within the maximum permissible steering angle, the simulator 30 determines whether or not the rudder of the rudder has a failure rudder as shown in FIG. 6 through the calculated acceleration, The distance ADVANCE, the movement distance TRANSFER, and the tactical diameter (TACTICAL DIAMETER) are calculated (S19).

시뮬레이터(30)는 계산된 전진거리, 이동거리 및 전술직경을 포함하는 최대 선회 반경을 디스플레이부(40) 상에 출력한다(S21). 도 7은 최대 선회 반경을 잘 도시하고 있다.The simulator 30 outputs the maximum turning radius including the calculated forward distance, the moving distance and the tactical diameter on the display unit 40 (S21). Figure 7 shows the maximum turn radius well.

이후, 시뮬레이터(30)는 직진을 위한 명령 타각을 계산한다(S23). Thereafter, the simulator 30 calculates an instruction angle for straight forward (S23).

시뮬레이터(30)는 계산된 명령 타각을 타 제어기(20)에 제공한다(S25). The simulator 30 provides the calculated command steering angle to another controller 20 (S25).

타 제어기(20)는 수신된 명령 타각을 정상 작동중인 러더에 인가한다. The other controller 20 applies the received command steering angle to the normal running rudder.

이렇게 함으로써 선박에 설치된 한쌍의 러더 중 하나의 러더가 고장난 경우 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하여 선박의 안정성을 평가할 수 있고, 선정된 최대 허용 타각 내에 고장난 러더의 타각이 위치하는 경우 선박의 운항자가 선박의 안정성을 직관적으로 판단할 수 있으며, 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술직경을 계산하여 제공된 최대 선회 반경을 통해 선박의 운항 안정성을 높일 수 있다.In this way, if one rudder of a pair of rudders installed on the ship fails, the stability of the ship can be evaluated by selecting the maximum allowable rudder angle of the rudder. If the rudder of the rudder is located within the maximum permissible steering angle, It is possible to intuitively judge the stability of the ship and calculate the forward distance, the travel distance and the tactical diameter of the ship, thereby improving the stability of the ship through the maximum turning radius provided.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The invention being thus described, it will be obvious that the same way may be varied in many ways. Such modifications are intended to be within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 : 러더 20 : 타 제어기
25 : 환경하중센서 30 : 시뮬레이터
31 : 수신부 32 : 판단부
33 : 계산부 34 : 선정부
35 : 제공부 40 : 디스플레이부
10: rudder 20: other controller
25: environmental load sensor 30: simulator
31: Receiving unit 32:
33: calculation section 34:
35: supply unit 40: display unit

Claims (12)

선박의 선미에 설치된 한쌍의 러더를 제어하는 타 제어기; 및
상기 타 제어기의 제어에 따라 동작되는 상기 러더의 상태정보를 수신하여 일정시간동안 타각의 변화가 없는 하나의 고장난 러더가 존재하면 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하여 제공하는 시뮬레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치.
Another controller for controlling a pair of rudders installed at the stern of the ship; And
And a simulator for receiving the status information of the rudder operated under the control of the other controller and selecting and providing the maximum allowable steering angle of the rudder capable of performing the straight running when there is one malfunctioning rudder having no change in the steering angle for a predetermined time Wherein the navigation device is a navigation device.
청구항 1에 있어서,
상기 시뮬레이터는 미리 정해진 시간마다 러더의 허용각도를 정해진 각도로 변경하면서 상기 선박이 받는 종향향 및 횡방향의 힘과, 상기 선박의 요 모멘트를 계산해서 상기 선박의 가속도, 상기 선박의 속도 및 상기 선박의 이동량을 계산하여 그린 이동궤적을 기반으로 상기 선박이 직진 운항 가능한 상기 최대 허용 타각을 선정하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치.
The method according to claim 1,
The simulator calculates the yaw moment of the ship and the longitudinal and lateral forces of the ship while changing the permissible angle of the rudder to a predetermined angle at predetermined time intervals to calculate the acceleration of the ship, Calculates the amount of movement of the ship, and selects the maximum allowable steering angle that allows the ship to travel straight on the basis of the green moving locus.
청구항 1에 있어서,
상기 선박에 설치되어 해양환경을 측정하는 센서를 더 포함하고,
상기 시뮬레이터는 상기 센서를 통해 측정된 환경정보를 더 반영하여 상기 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘과 상기 선박의 요 모멘트를 계산하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치.
The method according to claim 1,
And a sensor installed on the ship for measuring a marine environment,
Wherein the simulator further calculates the yaw moment of the ship and the longitudinal and lateral forces of the ship, the yaw moment of the ship being further reflected by the environment information measured through the sensor.
청구항 1에 있어서,
상기 시뮬레이터는 상기 고장난 러더의 타각이 상기 최대 허용 타각 내에 위치하는 경우 상기 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술 직경을 계산하여 디스플레이부상에 출력하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the simulator calculates the forward distance, the moving distance, and the tactical diameter of the ship when the steering angle of the failed rudder is within the maximum allowable steering angle, and outputs the calculation result on the display unit.
청구항 4에 있어서,
상기 시뮬레이터는 상기 전진거리, 이동거리 및 전술 직경 내에서 선박의 직진 운항을 위한 명령 타각을 계산하여 상기 타 제어기에 제공하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치.
The method of claim 4,
Wherein the simulator calculates an instruction steering angle for straight traveling of the ship within the forward distance, the moving distance, and the tactical diameter, and provides the calculated command angle to the other controller.
청구항 1에 있어서,
상기 시뮬레이터는 상기 고장난 러더의 타각이 상기 최대 허용 타각을 벗어난 경우 상기 선박의 직진 불가능함을 알리는 알림정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the simulator outputs notification information indicating that the ship can not be straightened when the steering angle of the failed rudder deviates from the maximum allowable steering angle.
선박의 선미에 설치된 한쌍의 러더를 제어하는 타 제어기로부터 러더의 상태정보를 각각 수신하는 수신부;
상기 타 제어기로부터 수신된 러더의 상태정보를 토대로 일정시간 동안 타각의 변화가 없는 고장난 하나의 러더가 존재하는지 여부를 판단하는 판단부;
상기 판단부의 판단결과, 고장난 하나의 러더가 존재하는 경우 미리 설정된 러더의 허용각도를 정해진 각도로 변경하면서 상기 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘, 상기 선박의 요 모멘트를 계산해서 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 계산하는 계산부;
상기 계산부에 의해 계산된 상기 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 통해 생성된 이동궤적을 근거로 하여 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하는 선정부; 및
상기 고장난 러더의 타각과 상기 최대 허용 타각을 비교하여 상기 선박의 직진 운항 성능을 제공하는 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치.
A receiving unit for receiving status information of the rudder from another controller for controlling a pair of rudders installed at the stern of the ship;
A determination unit for determining whether there is a failure rudder that does not change the steering angle for a predetermined time based on the rudder status information received from the other controller;
The control unit may calculate the yaw moment of the ship and the longitudinal and transverse forces received by the ship while changing the allowable angle of the rudder preset to a predetermined angle when there is one rudder as a result of the determination, A calculation unit for calculating a speed and a movement amount;
A selection unit configured to select a maximum allowable steering angle of the rudder that can be operated in a straight line based on a moving trajectory generated through acceleration, speed and movement amount of the ship calculated by the calculation unit; And
And a providing unit for comparing the rudder angle of the failed rudder with the maximum allowable rudder angle to provide a straight running performance of the ship.
시뮬레이터가, 선박의 선미에 설치된 한쌍의 러더를 제어하는 타 제어기로부터 러더의 상태정보를 각각 수신하는 단계;
상기 시뮬레이터가, 상기 타 제어기로부터 수신된 러더의 상태정보를 토대로 일정시간 동안 타각의 변화가 없는 고장난 하나의 러더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 시뮬레이터가, 상기 판단하는 단계의 판단결과, 고장난 하나의 러더가 존재하는 경우 미리 설정된 러더의 허용각도를 정해진 각도로 변경하면서 상기 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘, 상기 선박의 요 모멘트를 계산해서 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 계산하는 단계;
상기 시뮬레이터가, 상기 계산하는 단계에 의해 계산된 상기 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 통해 생성된 이동궤적을 근거로 하여 직진 운항 가능한 고장난 러더의 최대 허용 타각을 선정하는 단계; 및
상기 시뮬레이터가, 상기 고장난 러더의 타각과 상기 최대 허용 타각을 비교하여 상기 선박의 직진 운항 성능을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치를 이용한 운항 성능 제공 방법.
Receiving a state information of a rudder from another controller for controlling a pair of rudders installed at the stern of a ship, respectively;
Determining whether a faulty rudder exists without change of the steering angle for a predetermined time based on state information of the ruder received from the other controller;
Wherein the simulator changes a permissible angle of a rudder preset to a predetermined angle when there is a single rudder as a result of the determination, and determines a yaw moment of the ship, Calculating an acceleration, a speed and a movement of the ship;
Selecting a maximum allowable steering angle of a rudder capable of straight traveling based on a movement locus generated through an acceleration, a speed and a movement amount of the ship calculated by the calculating step; And
Wherein the simulator includes a step of comparing the rudder angle of the malfunctioning rudder with the maximum permissible steering angle to provide the straight running performance of the ship.
청구항 8에 있어서,
상기 계산하는 단계 이전에,
상기 시뮬레이터가, 상기 선박에 설치되어 해양환경을 측정하는 센서로부터 측정된 환경정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 계산하는 단계는 상기 수신된 환경정보를 반영하여 상기 선박이 받는 종방향 및 횡방향의 힘과 상기 선박의 요 모멘트를 계산하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치를 이용한 운항 성능 제공 방법.
The method of claim 8,
Before the calculating step,
Wherein the simulator further comprises receiving environment information measured from a sensor installed on the ship and measuring a marine environment,
Wherein the calculating step calculates the yaw moment of the ship and the longitudinal and lateral forces received by the ship by reflecting the received environment information.
청구항 8에 있어서,
상기 제공하는 단계는 상기 고장난 러더의 타각이 상기 최대 허용 타각 내에 위치하는 경우 상기 선박의 가속도, 속도 및 이동량을 이용하여 계산된 상기 선박의 전진거리, 이동거리 및 전술 직경을 디스플레이부상에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치를 이용한 운항 성능 제공 방법.
The method of claim 8,
The providing step may include outputting the forward distance, the travel distance, and the tactical diameter of the ship calculated on the basis of the acceleration, the speed and the movement amount of the ship on the display unit when the steering angle of the failed rudder is located within the maximum allowable steering angle And providing the navigation performance of the ship using the navigation performance providing device.
청구항 10에 있어서,
상기 제공하는 단계는 상기 전진거리, 이동거리 및 전술 직경 내에서 선박의 직진 운항을 위한 명령 타각을 상기 타 제어기에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치를 이용한 운항 성능 제공 방법.
The method of claim 10,
Wherein the providing step includes providing the other controller with an instruction command for forward travel of the ship within the forward distance, the travel distance, and the tactical diameter. Way.
청구항 8에 있어서,
상기 제공하는 단계는 상기 고장난 러더의 타각이 상기 최대 허용 타각을 벗어난 경우 상기 선박의 직진 불가능함 알리는 알림정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 운항 성능 제공 장치를 이용한 운항 성능 제공 방법.
The method of claim 8,
Wherein the providing step includes the step of outputting notification information indicating that the ship can not be straightened when the steering angle of the failed rudder is out of the maximum allowable steering angle. .
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